专利名称：电子装置及其预加热方法与预加热装置的制作方法
电子装置及其预加热方法与预加热装置
技术领域：
本发明是有关于一种电子装置，且特别是有关于一种电子装置的预加热方法与装置。
背景技术：
由于科技的发展越来越普及，使用者对于一般电子装置稳定度的要求也越来越高。一般的电子装置，例如笔记本电脑，其正常工作范围位于摄氏O度至摄氏45度的常温之下。于此温度范围之内，电子装置的电池能正常地输出电压至电子装置，并且电子装置内部的电子元件，例如硬盘或中央处理单元(Central Processing Unit,CPU),亦可在此温度范围的常温下直接运作。然而，电子装置应用于恶劣的环境之下时，例如在摄氏-30度的低温环境中，电子装置内部的电子元件如未经加温的程序，则内部的电子元件可能会因为低温的影响而无法正常的开机/运作。但若是在电子装置内部设置加热元件，却会使得制造成本上升，以及造成额外的电力消耗。因此，如何让电子装置能够在不同的温度环境下正常操作，便是一个值得探讨的议题。
发明内容本发明提供一 种低温环境中电子装置的开机预加热装置，其可使电子装置中的电子元件在开机前预先加热，以维持系统的正常操作。本发明提供一种低温环境中电子装置的开机预加热方法，通过此方法，可使低温环境下的电子装置在开机前预先加热。本发明提供一种电子装置，其内部的电子元件可在开机前预先加热，以维持低温状态下的正常操作。本发明提出一种低温环境中电子装置的开机预加热装置，包括温度传感器、加热元件、电源模块以及控制器。温度传感器与加热元件配置于电子装置中。电源模块用以供电给电子装置。控制器耦接至加热元件与温度传感器，并且通过温度传感器感测电子装置的温度，在开机过程时，若电子装置的温度低于第一临界值，则控制器进行预加热程序。其中在预加热程序中，控制器拦截电子装置的电力良好信号，使电子装置不进行正常开机程序而停留在预加热程序，此时电源模块持续供电，并且控制器控制加热元件进行加热。在预加热程序完成后，电子装置进行正常开机程序。本发明提出一种低温环境中电子装置的开机预加热方法，包括以下步骤配置加热元件于电子装置中。感测电子装置的温度。供给电子装置的用电。在开机过程时，若电子装置的温度低于第一临界值，则由控制器进行预加热程序，其中在预加热程序中，控制器拦截电子装置的电力良好信号，使电子装置不进行正常开机程序而停留在预加热程序，电源模块持续供电，以及控制器控制加热元件进行加热。在预加热程序完成后，电子装置进行正常开机程序。
本发明提出一种电子装置，包括温度传感器、加热元件、电源模块以及控制器。温度传感器与加热元件配置于电子装置中。电源模块用以供电给电子装置。控制器耦接至加热元件与温度传感器，并通过温度传感器感测电子装置的温度，当于开机过程时，若电子装置的温度低于第一临界值，则控制器进行预加热程序。其中在预加热程序中，控制器拦截电子装置的电力良好信号，使电子装置不进行正常开机程序而停留在预加热程序，电源模块持续供电，以及控制器控制加热元件进行加热。在预加热程序完成后，电子装置进行正常开机程序。相较于现有技术，本发明实施例的预加热装置在电子装置的开机程序中，以控制器拦截其电力良好信号，使得电子装置无法正常开机，仅使电源模块供电予加热元件，进而使得电子装置能够在开机前预先加热，直到该预加热程序完成时，控制器才将电力良好信号传送至信号处理单元进行正常开机程序。
图1是依照本发明一实施例的具有开机预加热装置的电子装置示意图。图2是依照本发明一实施例的开机预加热方法的流程图。图3是依照本发明一实施例的电子装置示意图。图4是依照本发明另一实施例的电子装置示意图。图5是依照本发明另一实施例的开机预加热方法的流程图。图6是依照本发明另一实施例的开机预加热方法的流程图。
具体实施方式
在本发明的实施例中，提出了开机预加热装置及其方法以及具有开机预加热装置的电子装置的实施例，所述的预加热装置及方法，可对低温环境下的电子装置内部的电子元件进行加热，使各电子元件能够在正常的工作温度下操作，以提升装置的稳定性。以下将以数个实施例对本发明做完整的揭露。图1是依照本发明一实施例的具有开机预加热装置的电子装置示意图。请参照图1，在电子装置100中，具有开机预加热装置110以及被加热元件120。开机预加热装置110包括有温度传感器112、控制器114、电源模块116以及加热元件118，其中本发明的电子装置100可为个人电脑、笔记本电脑、平板电脑、移动电话、智能手机等等的电子产品。在本实施例中，加热元件118与被加热元件120之间具有一个导热元件122，连接加热元件118以及被加热元件120，用以在加热元件118与被加热元件120之间提供一个热能传导路径。导热元件122可以是金属片(例如铜片)、金属条、导热管(heat pipe)或是其它导热机构。然而，加热元件118与被加热元件120之间还可以利用直接接触、对流或是辐射的方式传递热能。利用导热元件122作为热能传导路径仅为本发明的一种实施方式，本发明不仅限于此。使用者可以压按电子装置100的电源按钮，以触发电子装置100进行开机程序。电源按钮可以触发电源模块116以供应电子装置100所需的操作电能。电源模块116可为一个电池模块以及/或是变压器。在电源模块116备妥符合规格的操作电能时，电源模块116会发出电力良好信号PG_S给控制器114。在正常温度环境中,控制器114会依据电力良好信号PG_S进行正常开机程序。例如，控制器114将电力良好信号PG_S传送至芯片组(chip set,例如北桥芯片和南桥芯片)或/及中央处理单元(Central Processing Unit,CPU)。芯片组及中央处理单元便依据控制器114所提供的电力良好信号PG_S进行加电自检(power-on self-test,POST)、加载操作系统(operating system, OS)等正常开机程序。在实际的应用上，所述正常开机程序会因为电子装置的不同设计需求而有所不同，且为公知技术，故在此不予赘述。图2是依照本发明一实施例说明一种开机预加热方法的流程图。在步骤S400中，首先将加热元件118配置于电子装置100中。所述加热元件118可以包括任一构成电子装置100的主要功能元件,例如中央处理单元、芯片组、绘图芯片(graphics processingunit,GPU)等，以及/或是额外配置于电子装置100中的加热器。相对应地，被加热元件120可为电子装置100内任一构成电子装置100的其它主要功能元件，例如中央处理单元、芯片组、绘图芯片、硬盘或电源模块116等。加热元件118与被加热元件120的选取可以根据实际产品的设计需求而有所变更。请参照图1与图2，在开机预加热装置110中，控制器114耦接加热元件118以及温度传感器112。于本实施例中，于开机过程中，电源模块116被触发而供电给电子装置100(步骤S402)。在步骤S402中，电源模块116提供电子装置100所需的基本用电，使控制器114以及其它必要电子元件能够正常的运作。在一些实施例中，电源模块116供电给电子装置100时，系同时供给加热元件118的电源。在另一些实施例中，电源模块116供电给电子装置100后一预定时间时，再供给加热元件118的电源。在电源模块116备妥符合规格的操作电能时，电源模块116会发出电力良好信号PG_S给控制器114。当控制器114接收到电子装置100中的一个电力良好信号PG_S时，控制器114首先通过温度传感器112感测电子装置100的温度(步骤S404)。控制器114在步骤S406中判断电子装置100温度是否低于第一临界值T_thl。当控制器114判断电子装置100内部温度低于第一临界值T_thl时，该控制器114进行预加热程序(步骤S408)。于该预加热程序中，控制器114拦截电子装置100的电力良好信号PG_S，使电子装置100不进行正常开机程序而停留在该预加热程序。此时，由于电子装置100电源已经开启，因此电源模块116于该预加热程序中持续供电至加热元件118，而控制器114控制加热元件118产生热量并通过导热元件122将热能传导至被加热元件120中，使加热元件118能够在正常开机前进行预加热。重复上述步骤S408与S406，直到电子装置100内部温度高于第一临界值T_thl。当控制器114判断电子装置100内部温度高于第一临界值T_thl时，表示预加热程序已完成。在该预加热程序完成后，控制器114将所接收的电力良好信号PG_S传送至信号处理单元(例如芯片组或/及中央处理单元)，使得电子装置100可以进行正常开机程序(步骤S410)。举例来说，加热元件118可以是加热器。控制器114接收到电力良好信号PG_S并不会直接传送至信号处理单元(例如芯片组或/及中央处理单元)进行系统开机的程序，而是先通过温度传感器112感测电子装置100内部各电子元件(如主存储器、硬盘、印刷电路板或电源模块116等等，亦可单独针对某一电子元件感测温度，视实际需要可调整)的温度，并以感测到的电子元件温度代表电子装置100的温度。若控制器114判断有电子元件的温度过低(低于第一临界值)，无法正常运作时，则控制器114拦截电力良好信号PG_S而不将其传送至信号处理单元(未绘示出)进行正常开机程序，而是传送一个预加热信号至加热元件118。根据预加热信号的触发，加热元件118通过电源模块116的持续供电而提供热能，并通过导热元件122将加热元件118的热能传导至被加热元件120中，以达成开机预加热的效果。图3是依照本发明实施例说明图1所示电子装置100的电路方块示意图。图2所示实施例可以参照图1A的相关说明。请参照图2，在本实施例中，电子装置100可为一笔记本电脑，其中加热元件118包括芯片组210以及中央处理单元212，而被加热元件120则包括电源模块116以及主机板上的其它电子元件216A 216D。电子元件216A 216D可为数据储存单元(主存储器芯片或硬盘)、显示单元(显示面板或绘图芯片)或是光驱。在其它实施例中，加热元件118可以还包括额外配置于电子装置中的加热器。在电子装置100中，加热元件118以及被加热元件120中的多个电子元件216A 216D皆经由导热元件122互相连接。在本实施例中，电源模块116包含电池模块，而导热元件122为导热管(Heat pipe)或金属片。于该预加热程序中，当温度传感器112感测到电子装置100的内部温度T低于第一临界值乙访！时，控制器114拦截电力良好信号PG_S，而不传送电力良好信号PG_S至芯片组210。此时，电源模块116对芯片组210与中央处理单元212供电，使得芯片组210与中央处理单元212的温度上升。导热元件122将芯片组210与中央处理单元212的热能传导至电源模块116以及电子元件216A 216D。当预加热程序进行一段时间后，电子装置100的内部温度T上升。在温度传感器112感测到电子装置100的内部温度T高于第一临界值T_thl后，电子装置100的预加热程序停止，并进入正常开机程序。在该正常开机程序中，电源模块116供电给中央处理单元212与芯片组210，控制器114传送电力良好信号PG_S至芯片组210，使电子装置100进入正常开机程序(步骤S410)。图4是依照本发明另一实施例说明图1所示电子装置100的电路方块示意图。图4所示实施例可以参照图1、图2与图3的相关说明。不同于图3所示实施例之处,在于图4的实施例中，还进一步的考虑了低温环境对于电子装置100中的硬盘316A所造成的影响。本实施例在硬盘316A配置一个硬盘加热器(HDD heater) 320。请参照图4，若电子装置100有外接的交流电源输入时，即不需考虑电池的保护机制，则电源模块116的输出功率足以满足加热元件118与硬盘加热器320的供电需求，因此可以进行图5所示开机预加热方法。图5是依照本发明另一实施例说明一种开机预加热方法的流程图。图5所示实施例的部分内容可以参照图2的相关说明。请参照图4与图5，步骤S406判断电子装置100温度是否低于第一临界值T_thl，其中所述电子装置100温度可以是主存储器芯片温度、电源模块116的电池温度、硬盘316A温度或主机板温度。所述第一临界值T_thl是依照实际产品的设计需求来决定的。例如，第一临界值T_thl可以是摄氏-21度。在完成步骤S406后，若控制器114判断电子装置100温度未低于第一临界值T_thl，则控制器114只启动硬盘316A的加热器320，而不进行所述预加热程序(步骤S502)。在完成步骤S502后，控制器114判断硬盘316A的温度是否大于工作温度下限T_w(步骤S522)。若硬盘316A的温度一直低于工作温度下限T_w，则硬盘加热器320保持致能状态以便持续加热硬盘316A。若硬盘316A的温度大于工作温度下限T_w，则控制器114进行步骤S524，以关闭(turn off)或禁能(disable)硬盘加热器320，以及进行正常开机程序(参照图1中步骤S410的相关说明)。当步骤S406中控制器114判断电子装置100温度低于第一临界值T_thl时，控制器114将进行步骤S504，以进行前述实施例的预加热程序(例如图2所述步骤S408)，以及启动硬盘加热器320 (参照步骤S502的相关说明)。控制器114在进行预加热程序以及启动硬盘加热器320达到预定时间t后(步骤S508)，控制器114将进行步骤S512。其中，所述预定时间t是依照实际产品的设计需求来决定。例如，所述预定时间t可以是10分钟。在步骤S512中，控制器114将关闭电子装置100的电源，只维持硬盘加热器320的加热操作。在步骤S522中，控制器114将检查硬盘316A的温度。若硬盘316A的温度小于工作温度下限T_w，则控制器114仍然维持硬盘加热器320的加热操作。若硬盘316A的温度大于工作温度下限T_w，则控制器114将进行步骤S524，以关闭或禁能硬盘加热器320，以及进行正常开机程序。图6是依照本发明又一实施例说明一种开机预加热方法的流程图。图6所示实施例的部分内容可以参照图2与图5的相关说明。在某些状况下，如环境温度极低的时候(例如温度低于_17°C )，由于极低的环境温度会造成电源模块116中电池的活性下降，使得电源模块116无法提供硬盘加热器320的电源消耗。请参照图4与图6，在步骤S404中，温度传感器112感测电子装置100的内部温度T，并将所感测到的温度数据传送至控制器114。控制器114接收到步骤S404所传送之温度数据后，在步骤S406中判断电子装置100的内部温度T是否低于第一临界值T_thl。其中，所述第一临界值T_thl是依照实际产品的设计需求来决定的，例如第一临界值T_thl可以是摄氏_17度。若控制器114判断电子装置100内部温度T高于第一临界值乙访1，此时电子装置100的电源模块116能够直接提供硬盘加热器320所需的电力消耗，因此控制器114只启动硬盘316A的硬盘加热器320，而不进行预加热程序(步骤S610)。在完成步骤S610后，控制器114在步骤S626中进一步判断硬盘316A的温度是否大于工作温度下限T_w。若硬盘316A的温度一直低于工作温度下限T_w，则控制器114控制硬盘加热器320保持致能状态，以便持续加热硬盘316A。若硬盘316A的温度大于工作温度下限T_w，则控制器114进行步骤S628，以关闭或禁能硬盘加热器320，以及进行正常开机程序(参照图2中步骤S410的相关说明)。若步骤S406判断电子装置100的内部温度T低于第一临界值T_thl，则控制器114进行步骤S608，以判断是否有外接的交流电源输入，例如变压器、适配器(adapter)等。若有外接交流电源输入，即不需考虑电池的保护机制，也就是电源模块116的输出功率足以满足硬盘加热器320的供电需求，则直接利用外接的交流电源(电源模块116)供应硬盘加热器320所需的电力消耗，并且不进行预加热程序(步骤S610)。值得一提的是，在步骤S610中电源模块116供电给硬盘加热器320的过程中，电源模块116因为电池放电的动作使得电源模块116的温度得以提升，进而活化电源模块116的电池效能。然而，当步骤S406中控制器114判断电子装置100温度低于第一临界值T_thl，且步骤S608中控制器114判断电源模块116是电池供电模式时，表示在极低温环境中电源模块116的电池效能可能不足以供给硬盘加热器320的所需电能。因此，在完成步骤S608后，若控制器114判断电子装置100温度低于第一临界值T_thl，且电源模块116是电池供电模式，则控制器114将进行步骤S408，以进行前述实施例的预加热程序(参照图1B所述步骤S408)。在步骤S408中电源模块116供电给加热元件118 (例如芯片组210与中央处理单元212)的放电过程中，电源模块116因为电池放电的动作使得电源模块116的温度得以提升，进而活化电源模块116的电池效能。在预加热程序进行一段时间后，电源模块116随着电池温度的提升而活化电源模块116的电池效能。控制器114会在步骤S614中判断进行预加热程序的时间是否超过第一预定时间tl。在未超过第一预定时间tl时，回到步骤S406。若控制器114判断进行预加热程序的时间超过第一预定时间tl，则进行步骤S616。所述第一预定时间tl是依照实际产品的设计需求来决定的。例如，第一预定时间tl可以是5分钟。于步骤S616中，电子装置100经由步骤S616的预加热程序加热后，电源模块116内部的电池已经活化至可以对硬盘加热器320正常供电的状态。因此在步骤S616中，控制器114启动电子装置100的硬盘加热器320，以加热硬盘316A。接着，在步骤S618中，控制器114判断电源模块116的电池温度是否低于第二临界值T_th2。所述第二临界值乙访2是依照实际产品的设计需求来决定的。例如，第二临界值T_th2可以是摄氏-20度。若电源模块116温度高于第二临界值T_th2，则控制器114持续启动硬盘加热器320并进行步骤S626，以进一步判断硬盘316A的温度是否大于工作温度T_w。若步骤S618判断电源模块116的电池温度仍低于第二临界值T_th2，则进行步骤S620。由于电源模块116的电池温度仍低于第二临界值T_th2，因此电源模块116需要持续放电，使预加热程序以及加热器320的加热动作继续进行，以提升电源模块116的电池温度。在步骤S620中，控制器114判断电源模块116放电时间是否超过第二预定时间t2。所述第二预定时间t2是依照实际产品的设计需求来决定的。例如，第二预定时间t2可以是15分钟。若未超过第二预定时间t2，则进一步在步骤S626中判断硬盘316A是否到达其工作温度下限T_w。若电源模块116放电时间超过第二预定时间t2，则控制器114会触发电子装置100进行重新开机(步骤S622与S624)。在步骤S622中判断电子装置100的电源是否关闭(turn off)。若电源为关闭状态则控制器114进行步骤S626。若步骤S622判断电源为开启(turn on)状态，则控制器114关闭电子装置100的电源(步骤S624，并且接着进行步骤S626。因为硬盘316A的工作温度下限T_w相较于电子装置100内的其它电子元件高，因此在进行正常开机前，必须再次确认硬盘316A温度是否达到其工作温度下限T_w。若未达到其工作温度下限T_w，则持续进行上述的加热步骤且进行步骤S620。若硬盘316A温度已达到的工作温度下限T_w，则控制器114关闭硬盘加热器320，并且由控制器114传送电力良好信号PG_S至芯片组210，以进行正常开机程序(步骤S628)。综上所述，本发明的预加热装置在电子装置的正常开机程序中，以控制器拦截其电力良好信号，使得电子装置无法正常开机，仅使电源模块供电予加热元件，进而使得电子装置能够在开机前预先加热。而电源模块亦可通过仅放电给部分元件，不会因为在低温状况时电池本体活性的下降，而造成无法正常放电，且通过放电过程提升电源模块的温度而提升活性。直到温度传感器感测到温度超过第一临界值时，控制器才将电力良好信号传送至信号处理单元进行正常开机程序。此外，本发明的预加热方法，还提出了在极低温或是具 有额外配置的加热器的考虑下，所进行的预加热方法以及包含上述方法的电子装置。
权利要求
1.一种低温环境中电子装置的开机预加热装置，其特征在于，包括 一温度传感器，配置于该电子装置中； 一加热元件，配置于该电子装置中； 一电源模块，用以供给该电子装置的用电；以及 一控制器，耦接至该加热元件与该温度传感器，该控制器通过该温度传感器感测该电子装置的温度，当于开机过程时，若该电子装置的温度低于一第一临界值，则该控制器进行一预加热程序； 其中于该预加热程序中，该控制器拦截该电子装置的一电力良好信号，使该电子装置不进行一正常开机程序而停留在该预加热程序，该电源模块持续供电，以及该控制器控制该加热元件进行加热；以及在该预加热程序完成后，该电子装置进行该正常开机程序。
2.如权利要求1所述的低温环境中电子装置的开机预加热装置，其特征在于，该控制器通过该温度传感器感测该电子装置中一主存储器、该电源模块、一硬盘或一印刷电路板的温度。
3.如权利要求1所述的低温环境中电子装置的开机预加热装置，其特征在于，该加热元件包括一中央处理单元、一芯片组、一绘图芯片或一加热器。
4.如权利要求1所述的低温环境中电子装置的开机预加热装置，其特征在于，还包括 一导热元件，配置于该电子装置中，其中该导热元件提供一热能传导路径于该加热元件与该电子装置的一被加热元件之间。
5.如权利要求4所述的低温环境中电子装置的开机预加热装置，其特征在于，该被加热元件包括一中央处理单元、一芯片组、一绘图芯片、一硬盘或该电源模块。
6.如权利要求4所述的低温环境中电子装置的开机预加热装置，其特征在于，该导热兀件为一金属片。
7.如权利要求4所述的低温环境中电子装置的开机预加热装置，其特征在于，该加热元件包括一中央处理单元与一芯片组，该被加热元件包括该电源模块，于该预加热程序中，该中央处理单元与该芯片组被供电，以及该控制器不传送该电力良好信号至该芯片组；以及在该正常开机程序中，该中央处理单元与该芯片组被供电，以及该控制器传送该电力良好信号至该芯片组，以进入该正常开机程序。
8.如权利要求1所述的低温环境中电子装置的开机预加热装置，其特征在于，该电源模块系为一电池模块或一变压器。
9.如权利要求1所述的低温环境中电子装置的开机预加热装置，其特征在于，该电源模块供电时，系同时供给该加热元件的电源。
10.如权利要求1所述的低温环境中电子装置的开机预加热装置，其特征在于，该电源模块供电后一预定时间时，再供给该加热元件的电源。
11.一种低温环境中电子装置的开机预加热方法，其特征在于，包括 配置一加热元件于该电子装置中； 感测该电子装置的温度； 供给该电子装置的用电； 当于开机过程时，若该电子装置的温度低于一第一临界值，则由一控制器进行一预加热程序，其中于该预加热程序中，该控制器拦截该电子装置的一电力良好信号，使该电子装置不进行一正常开机程序而停留在该预加热程序，该电源模块持续供电，以及该控制器控制该加热元件进行加热；以及 在该预加热程序完成后，该电子装置进行该正常开机程序。
12.如权利要求11所述的低温环境中电子装置的开机预加热方法，其特征在于，该加热元件包括一中央处理单元、一芯片组、一绘图芯片或一加热器。
13.如权利要求11所述的低温环境中电子装置的开机预加热方法，其特征在于，还包括 配置一导热元件于该电子装置中，其中该导热元件提供一热能传导路径于该加热元件与该电子装置的一被加热元件之间。
14.一种电子装置，其特征在于，包括 一温度传感器，配置于该电子装置中； 一加热元件，配置于该电子装置中； 一电源模块，用以供给该电子装置的用电；以及 一控制器，耦接至该加热元件与该温度传感器，该控制器通过该温度传感器感测该电子装置的温度，当于开机过程时，若该电子装置的温度低于一第一临界值，则该控制器进行一预加热程序; 其中于该预加热程序中，该控制器拦截该电子装置的一电力良好信号，使该电子装置不进行一正常开机程序而停留在该预加热程序，该电源模块持续供电，以及该控制器控制该加热元件进行加热；以及在该预加热程序完成后，该电子装置进行该正常开机程序。
15.如权利要求14所述的电子装置，其特征在于，该加热元件包括一中央处理单元、一芯片组、一绘图芯片或一加热器。
16.如权利要求14所述的电子装置，其特征在于，还包括 一被加热元件，配置于该电子装置中；以及 一导热元件，配置于该电子装置中，其中该导热元件提供一热能传导路径于该加热元件与该被加热元件之间。
全文摘要
本发明揭示一种电子装置及其预加热方法与预加热装置，预加热装置包括温度传感器、加热元件、电源模块以及控制器。温度传感器与加热元件配置于电子装置中。电源模块用以供电给电子装置。控制器耦接加热元件与温度传感器，并且通过温度传感器感测电子装置的温度。在开机过程时，若电子装置的温度低于第一临界值，则控制器进行预加热程序。其中在预加热程序中，控制器拦截电子装置的电力良好信号，使电子装置不进行正常开机程序，此时电源模块持续供电，并且控制器控制加热元件进行加热。在预加热程序完成后，电子装置进行正常开机程序。从而可使电子装置中的电子元件在开机前预先加热，以维持系统的正常操作。
文档编号G06F1/26GK103064493SQ201110371609
公开日2013年4月24日 申请日期2011年11月21日 优先权日2011年10月21日
发明者邱佳昌, 王俊祺 申请人:神讯电脑(昆山)有限公司, 神基科技股份有限公司